4 курс (заочка) / Лабораторные работы / Выполненные работы / Лабораторная работа 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания

Виртуальная лабораторная работа №1

Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока

Выполнила: Иванова Иоанна, студентка 4-го курса группы БСТ17xx

Проверил: ст. пр. Шакиров К. Ф.

Цель работы

Ознакомиться с функциональной и электрической принципиальной схемами исследуемого стабилизирующего преобразователя напряжения постоянного тока (СПН), а также с принципом работы и назначением всех элементов принципиальной схемы.

План работы

1. Снять и построить внешнюю характеристику стабилизатора при неизменном входном напряжении . Снять зависимость среднего значения напряжения на регулирующем элементе от тока нагрузки . Рассчитать и построить зависимость КПД преобразователя от тока нагрузки .

2. Снять и построить нагрузочную характеристику стабилизатора при постоянном токе нагрузки . Снять зависимость среднего значения напряжения на регулирующем элементе от входного напряжения . Рассчитать и построить зависимость КПД преобразователя от входного напряжения .

3. С помощью осциллографа определить и представить в отчете форму кривых напряжения и тока в различных точках принципиальной схемы преобразователя.

Схемы стенда и СПН

Рисунок 1. - Схема лабораторного стенда для исследования характеристик СПН

Рисунок 2. - Структурная схема СПН

Рисунок 3. - Электрическая принципиальная схема СПН

Экспериментальные данные, расчеты и построение зависимостей

1. Снятие внешней характеристики СПН

При

№ изм.	Экспериментальные данные					Расчетные данные
	Iвх, А	Uн, В	Iн, А	Uн~, мВ	Uрэ, В		Pвх, Вт	Pн, Вт	Pрэ, Вт	ɳ
1	0,1	4,99	1,0	2,3	6,90		6	4,99	0,69	0,832
2	0,15	4,90	1,6	2,5	6,49		9	7,84	0,974	0,871
3	0,2	4,82	2,2	2,6	6,10		12	10,604	1,22	0,884
4	0,25	4,54	2,9	2,7	5,7		15	13,166	1,425	0,878
5	0,38	4,78	4,2	3,3	4,8		22,8	20,076	1,824	0,881

Таблица 1. - Внешняя характеристика СПН

; ; ;

На основании вышеприведенных формул сделаны расчеты и занесены в таблицу 1.

Внутреннее сопротивление рассчитывается по формуле:

Мощность суммарных потерь в СНП при максимальном значении тока нагрузки:

Относительное значение потерь на РЭ при максимальном значении тока нагрузки:

2. Снятие нагрузочной характеристики СПН

При

№ изм.	Экспериментальные данные					Расчетные данные
	Uвх, В	Iвх, А	Uн, В	Uн~, мВ	Uрэ, В	Pвх, Вт	Pн, Вт	Pрэ, Вт	ɳ
1	52	0,38	4,20	3,3	1,12	19,76	17,64	0,38	0,893
2	54	0,360	4,32	3,2	1,13	19,44	18,144	0,407	0,933
3	56	0,375	4,49	2,9	1,49	21	18,858	0,559	0,898
4	58	0,382	4,53	2,7	3,63	22,156	19,026	1,387	0,859
5	60	0,384	4,55	2,6	5,06	23,04	19,11	1,943	0,829

Таблица 2. - Нагрузочная характеристика СПН

; ; ;

На основании вышеприведенных формул сделаны расчеты и занесены в таблицу 2.

Коэффициент стабилизации рассчитывается по формуле:

Мощность суммарных потерь в СПН при максимальном значении напряжения нагрузки:

Относительное значение потерь на РЭ при максимальном значении напряжения нагрузки:

Выводы

В процессе выполнения лабораторной работы был продемонстрирован принцип работы стабилизирующего преобразователя напряжения постоянного тока. Особо важно отметить характерную для данной структурной схемы СПН (НС + ПН) большую потерю мощности в регулирующем транзисторе стабилизатора (при максимальном значении тока нагрузки 67%, при максимальном значении напряжения нагрузки ~50%). В то же время представленный стабилизатор обладает довольно высоким коэффициентом стабилизации ( ).

Ответы на контрольные вопросы

1. Для чего в схему СПН введен динистор VD1?

Для разряда конденсатора схемы включения при отключении СПН от источника питания.

2. Как работает схема ограничения тока, текущего через РЭ?

При отклонении значения входного напряжения, приводит к изменению сопротивления РЭ, т.е. изменению напряжения на РЭ. Изменение напряжения на РЭ влечет за собой противоположное по знаку изменение напряжения на входе преобразователя напряжения. В итоге, выходное напряжение преобразователя стабилизируется.

Москва, 2020